Mô hình triển khai IPTV của VNPT tại Hà Nội và giải pháp nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ

ITPV được định nghĩa chính thức như sau: IPTV là các dịch vụ đa phương tiện như truyền hình ảnh, tiếng nói, văn bản, dữ liệu được phân phối qua các mạng dựa trên IP mà được quản lý để cu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

LẠI LONG HẢI

MÔ HÌNH TRIỂN KHAI IPTV CỦA VNPT TẠI HÀ NỘI VÀ GIẢI PHÁP NHẰM

NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ

Ngành : Công Nghệ Điện Tử - Viễn Thông

Chuyên ngành : Kỹ Thuật Điện Tử

Mã số : 60 52 70

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

Hà Nội – 2012

LỜI CAM ĐOAN

Luận văn tốt nghiệp do chính tôi nghiên cứu, thực hiện dưới sự hướng dẫn của thầy giáo TS Ngô Thái Trị Để hoàn thành luận văn tốt nghiệp này, tôi đã sử dụng những tài liệu liệt kê trong phần tài liệu tham khảo cũng như những đóng góp

cá nhân Tôi cam đoan không sao chép bất kì công trình nào khác

Nếu sai tôi xin chịu mọi hình thức kỉ luật theo quy định

Hà nội, ngày….tháng… năm 2012

Lại Long Hải

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

MỤC LỤC 2

DANH SÁCH HÌNH VẼ 5

BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT 8

LỜI NÓI ĐẦU 13

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ IPTV 14

1.1 GIỚI THIỆU VỀ IPTV 14

1.1.1 Khái niệm IPTV 14

1.1.2 Cấu trúc mạng IPTV 15

1.1.3 Các dịch vụ và ứng dụng của IPTV 18

1.1.3.1 Các dịch vụ của IPTV 18

1.1.3.2 Các ứng dụng của IPTV 19

1.2 Truyền tải nội dung IPTV 20

1.2.1 Tổng quan về mô hình IPTV (IPTVCD) 20

1.2.2 Mô hình IPTV và truyền tải các nội dung MPEG 21

1.2.2.1 Lớp mã hóa video 22

1.2.2.2 Lớp đóng gói video 23

1.2.2.3 Lớp cấu trúc dòng truyền tải 26

1.2.2.4 Lớp truyền tải thời gian thực 30

1.2.2.5 Lớp truyền tải 36

1.2.2.6 Lớp IP 39

1.2.2.7 Lớp liên kết dữ liệu 41

1.2.2.8 Lớp vật lý 43

1.3 MỘT SỐ MÔ HÌNH TRIỂN KHAI IPTV 43

1.3.1 Mô hình triển khai IPTV trên mạng xDSL 44

1.3.2 Mô hình triển khai IPTV trên mạng băng rộng: 46

1.3.2.1 Mô hình triển khai trên mạng FTTx: 46

1.3.2.2 Khả năng của PON 48

1.3.3 Mô hình triển khai IPTV trên mạng truyền hình cáp 50

1.3.3.1 Mô hình triển khai trên mạng HFC 51

1.3.3.2 Mô hình triển khai IPTV cáp dựa trên hệ thống quảng bá

DVB-C: 53

1.3.4 Mô hình triển khai IPTV trên mạng Wimax: 55

CHƯƠNG 2: TRIỂN KHAI DỊCH VỤ IPTV CỦA VNPT TẠI HÀ NỘI 61

2.1 Hiện trạng cơ sở hạ tầng của VNPT 61

2.1.1 Mạng đường trục 61

2.1.2 Mạng gom và mạng truy nhập 63

2.1.3 Mô hình đấu nối IPTV tại VNPT 65

2.1.4 Mạng MAN-E tại VNPT Hà nội 66

2.2 Triển khai IPTV trên mạng cáp đồng tại VNPT Hà Nội: 68

2.2.1 Mô hình triển khai: 68

2.2.2 Đo đạc thực tế: 74

2.2.3 Đánh giá hoạt động của mô hình: 76

2.3 Triển khai IPTV trên mạng FTTx: 76

2.3.1 Mô hình triển khai: 76

2.3.2 Đo đạc thực tế: 79

2.3.3 Đánh giá hoạt động của mô hình: 80

2.4 Triển khai IPTV trên nền GPON: 81

2.4.1 Kiến trúc GPON 81

2.4.2 Mô hình triển khai IPTV trên mạng GPON 82

2.4.3 Đánh giá hoạt động của mô hình: 84

CHƯƠNG 3: GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG DỊCH VỤ IPTV 86

3.1 Giải pháp hạn chế tắc nghẽn trên mạng truyền tải IPTV 86

3.1.1 Đánh giá hoạt động của các mô hình hiện tại: 86

3.1.2 Phương án thực hiện tách VLAN VOD 87

3.2 Quản lý QoS và QoE trong IPTV để nâng cao chất lượng dịch vụ 90

3.2.1 Các khái niệm đánh giá chất lượng IPTV 91

3.2.2 Yêu cầu chất lượng trải nghiệm QoE cho IPTV 91

3.2.3 Phương pháp đánh giá QoE: 93

3.2.3.1 Phương pháp đánh giá QoE chủ quan: 93

3.2.3.2 Phương pháp đánh giá QoE khách quan: 94

3.2.4 Tiêu chuẩn dịch vụ IPTV 96

3.2.5 Đề xuất mô hình quản lý QoE và QoS trong IPTV tại VNPT Hà Nội

101

3.2.6 Các biện pháp đảm bảo QoS cho IPTV 103

3.2.6.1 Các biện pháp đảm bảo QoS IPTV ở mạng nôi dung (Head-end) 104

3.2.6.2 Các biện pháp đảm bảo QoS ở mạng quản lý 104

3.2.6.3 Các biện pháp đảm bảo QoS ở mạng gia đình (Home netwok)

105

3.2.6.4 Các biện pháp đảm bảo QoS ở mạng truyền dẫn 105

KẾT LUẬN 109

TÀI LIỆU THAM KHẢO 110

DANH SÁCH HÌNH VẼ Trang

Hình 2.1: Mạng đường trục của VNPT 61 Hình 2.2: Mô hình kết nối từ mạng lõi đến mạng gom/mạng truy nhập tại

Hình 2.3: Mô hình mạng gom và mạng truy nhập tại các tỉnh thành đã tiến

Hình 2.6: Dịch vụ MyTV cung cấp đồng thời với dịch vụ truy nhập Internet

Hình 2.8: Dịch vụ MyTV HD cung cấp đồng thời với dịch vụ truy nhập

Hình 3.17:Mất gói do tràn bộ đệm hàng đợi 107

Bảng 2.1: Profile áp cho cổng trên IP DSLAM MA5600 và IP DSLAM

BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết

DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer Bộ ghép kênh truy nhaapk đường dây thuê bao số

Phương thức đóng gói dữ liệu GPON

IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers Viện các kỹ sư điện và điện tử

OFDMA Orthogonal Frequency-Division Multiple Access Đa truy nhập phân chia theo tần số trực giao

UDP User Datagram Protocol Giao thức gói thông tin người sử dụng

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây việc phát triển mạnh mẽ các công nghệ Viễn thông mới và khoa học kỹ thuật đã làm thay đổi hoàn toàn diện mạo ngành Viễn thông cả về chất và lượng Cùng với sự phát triển của xã hội, nhu cầu phát triển các loại hình dịch vụ Viễn thông, đặc biệt là các dịch vụ băng rộng đa phương tiện đang ngày một tăng Bên cạnh đó là sự phát triển bùng nổ của Internet, đặc biệt mạng Internet băng thông rộng đã làm thay đổi cả nội dung và kỹ thuật truyền hình Để đáp ứng nhu cầu trao đổi thông tin của xã hội, ngoài truyền hình vệ tinh, truyền hình cáp số thì truyền hình theo phương thức IP (IPTV) ngày càng được phát triển mạnh mẽ trên toàn thế giới Với sự hậu thuẫn của viễn thông, IPTV dễ dàng cung cấp nhiều hoạt động tương tác hơn, cung cấp sự cạnh tranh mạnh mẽ hơn cho các doanh nghiệp kinh doanhdịch vụ truyền hình IPTV có cơ hội lớn để phát triển nhanh chóng khi mà mạng băng rộng đã có mặt ở khắp mọi nơi Rất nhiều nhà cung cấp dịch vụ viễn thông lớn trên thế giới đang triển khai dịch

vụ IPTV và xem đây như một cơ hội mới để thu lợi nhuận từ thị trường hiện có của

họ và coi đó như một giải pháp tự bảo vệ trước sự lấn sân của các dịch vụ truyền hình cáp Ở Việt Nam hiện nay một số nhà cung cấp đang triển khai dịch

vụ IPTV trên mạng băng rộng xDSL

Dựa trên nền tảng cơ sở hạ tầng mạnh mẽ, VNPT Hà Nội không chỉ triển khai IPTV trên mạng băng rộng xDSL mà còn triển khai IPTV trên nền FTTx để mạng đến cho khách hàng những trải nghiệm thực sự thú vị khi xem truyền hình

Nhằm mục đích tìm hiểu về thực trạng triển khai IPTV tại VNPT – Hà Nội

và từ đó đưa ra phương án để nâng cao chất lượng, đồ án được xây dựng với bố cục như sau:

Chương 1: Giới thiệu tổng quan về IPTV

Chương 2: Triển khai dịch vụ IPTV của VNPT tại Hà Nội

Chương 3: Giải pháp nhằm nâng cao chất lượng dịch vụ IPTV

Do nội dung kiến thức của đề tài c òn mới, khả năng còn hạn chế nên quyển

đồ án này chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót Tác giả rất mong nhận được

sự chỉ bảo góp ý của các thầy cô giáo và đồng nghiệp để đề tài được hoàn thiện và được áp dụng vào thực tế mang lại hiệu quả cao

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ IPTV 1.1 GIỚI THIỆU VỀ IPTV

1.1.1 Khái niệm IPTV

IPTV là tên viết tắt của cụm từ Internet Protocol Television (truyền hình qua giao thức Internet)

ITPV được định nghĩa chính thức như sau: IPTV là các dịch vụ đa phương tiện như truyền hình ảnh, tiếng nói, văn bản, dữ liệu được phân phối qua các mạng dựa trên IP mà được quản lý để cung cấp các cấp chất lượng dịch vụ, bảo mật, tính

tương tác, tính tin cậy theo yêu cầu (theo ITU – TFG IPTV)

Khi mới bắt đầu IPTV được gọi là Truyền hình giao thức Internet (Internet Protocol Television) hay Telco TV hoặc Truyền hình băng rộng (Broadband Television) Thực chất tất cả các tên đều được sử dụng để nói đến việc phân phối truyền hình băng rộng chất lượng cao hoặc nội dung âm thanh và hình ảnh theo yêu cầu trên một mạng băng rộng IPTV là một định nghĩa chung cho việc áp dụng để phân phối các kênh truyền hình truyền thống, phim truyện, và nội dung video theo yêu cầu trên một mạng riêng Từ góc nhìn của người sử dụng thì IPTV chỉ hoạt động như một chuẩn dịch vụ truyền hình trả tiền Từ góc nhìn của nhà cung cấp thì IPTV bao gồm việc thu nhận, xử lý và phân phối chính xác nội dung truyền hình tới thuê bao thông qua một hạ tầng mạng sử dụng IP Theo định nghĩa được đưa ra bởi hiệp hội viễn thông quốc tế tập trung vào nhóm IPTV thì IPTV là các dịch vụ

đa phương tiện (ví dụ như dữ liệu truyền hình, video, âm thanh, văn bản, đồ họa) được phân phối trên một mạng IP có sự quản lý để cung cấp các mức yêu cầu về chất lượng của dịch vụ, an toàn, có tính tương tác và tin cậy IPTV có một số điểm đặc trưng sau:

 Hỗ trợ truyền hình tương tác: Khả năng hai chiều của hệ thống IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ phân phối toàn bộ các ứng dụng TV tương tác Các loại dịch vụ được truyền tải thông qua một dịch vụ IPTV có thể bao gồm TV trực tiếp chuẩn, TV chất lượng cao (HDTV), trò chơi tương tác, và khả năng duyệt Internet tốc độ cao

 Sự dịch thời gian: IPTV kết hợp với một máy ghi video kĩ thuật số cho phép dịch thời gian nội dung chương trình – một cơ chế cho việc ghi và lưu trữ nội dung IPTV để xem sau

 Cá nhân hóa: Một thệ thống IPTV từ kết cuối đến kết cuối hỗ trợ truyền thông tin hai chiều và cho phép người dùng ở kết cuối cá nhân hóa những

thói quen xem TV của họ bằng cách cho phép họ quyết định những gì họ muốn xem và khi nào họ muốn xem

 Yêu cầu về băng thông: Thay vì phân phối trên mọi kênh để tới mọi người dùng, công nghệ IPTV cho phép nhà cung cấp dịch vụ chỉ truyền trên một kênh mà người dùng yêu cầu Đặc điểm hấp dẫn này cho phép nhà điều hành mạng có thể tiết kiệm băng thông của mạng

 Có thể truy xuất qua nhiều thiết bị: Việc xem nội dung IPTV bây giờ không chỉ giới hạn ở việc sử dụng TV Người dùng có thể sử dụng máy PC hay thiết bị di động để truy xuất vào các dịch vụ IPTV

1.1.2 Cấu trúc mạng IPTV

Hình 1.1: Cấu trúc mạng IPTV Cấu trúc mạng IPTV bao gồm các thành phần như sau:

- Mạng nội dung:

Giống như những hệ thống truyền hình cáp và truyền hình vệ tinh, dịch vụ IPTV yêu cầu đầu cuối cung cấp nội dung, nơi mà các kênh truyền hình trực tuyến (broadcast TV) và các nội dung VOD (phim ảnh, ca nhạc…) được thu lại, định dạng để sau đó phân phối qua mạng IP Thông thường, đầu cuối video (Video Headend) thu các chương trình Live TV, VoD từ vệ tinh, truyền hình cáp, hoặc từ các nhà phân phối tập trung… Một vài chương trình cũng có thể được thu của các đài truyền hình quảng bá mặt đất

Đầu cuối video thu các kênh truyền hình, mã hóa định dạng video số Nén tín hiệu

số sử dụng các kỹ thuật nén thường dùng cho video: MPEG-2, MPEG-4…Sau đó, đóng gói và truyền qua mạng IP

Dữ liệu từ các video-headend cùng với một số chương trình khác (phim, nhạc…) cũng được chuyển vào VOD server để phục vụ cho dịch vụ VOD

- Mạng truyền dẫn:

Mạng truyền tải là mạng băng rộng IP, tùy theo hình thức dịch vụ mà các luồng dữ liệu có thể được truyền bằng phương thức chuyển đa hướng (multicast) cũng có thể chuyển theo phương thức đơn kênh (unicast) Thông thường, truyền hình quảng bá BTV (Broadcast TV) dùng multicast, truyền hình theo yêu cầu VoD

và các dịch vụ gia tăng dùng unicast

 Mạng lõi/biên của nhà cung cấp dịch vụ (Service Provider Core/Edge

Network)

Các luồng video số đã mã hóa được truyền qua mạng IP của các nhà cung cấp dịch vụ Những mạng này thường độc lập đối với các nhà cung cấp dịch vụ IPTV và thông thường bao gồm các thiết bị của nhiều nhà sản xuất Mạng này có thể là mạng IP đã tồn tại hoặc mạng được xây dựng cho mục đích truyền dẫn Video Hiện nay, mạng lõi thường dùng kỹ thuật chuyển mạch nhãn đa giao thức MPLS (Multi Protocol Label Switching) còn mạng biên thường là mạng đô thị MAN-E (Metro Access Network – Ethenet)

 Mạng truy nhập

Mạng truy nhập là mạng từ biên của nhà cung cấp dịch vụ đến nhà khách hàng Mạng truy nhập băng rộng có thể được xây dựng bằng các công nghệ khác nhau: DSL – Digital Subcriber Line (đường dây thuê bao số) mà thông thường là ADSL (Asymmetrical DSL ( đường dây thuê bao số bất đối xứng) hoặc VDSL – Very-high-speed DSL (đường dây thuê bao số tốc độ rất cao), PON – Passive Optical Networking (Mạng quang thụ động)… Nhà cung cấp dịch vụ đặt một thiết

bị ở nhà khách hàng (ví dụ Modem) để tạo liên kết IP tới mạng gia đình Hiện nay, các công nghệ truy nhập vô tuyến đang phát triển rất nhanh, mạng di động thế hệ thứ ba 3G (Third Genegation) và đặc biệt là giải pháp phát triển lâu dài LTE (Long Term Evolution) hứa hẹn cung cấp dịch vụ IPTV di động, tiến tới quad-play

- Mạng gia đình (Home network):

Mạng gia đình là mạng phân phối dịch vụ IPTV trong nhà Có rất nhiều loại mạng gia đình: mạng không dây (wireless), mạng có dây (wireline)… tuy nhiên, để đáp ứng được nhu cầu băng thông rất cao của IPTV thì hiện nay, chỉ có công nghệ

wireline được sử dụng STB (Set-Top Box) được xem là điểm kết thúc của mạng gia đình IPTV

- Bộ phận quản lý

IPTV middleware là một gói các phần mềm phục vụ cho việc thực hiện các

dịch vụ của IPTV: thực hiện quản lý nội dung, quản lý cáp truyền, tính cước phí, quản lý các thuê bao Cũng như đối với phần cứng IPTV, mỗi nhà sản xuất phần mềm đưa ra giải pháp riêng của họ: Microsoft, Apple Nhà cung cấp dịch vụ cần lựa chọn middleware thích hợp nhất với cấu trúc hệ thống của mình Middleware thông thường là một cấu trúc máy khách/máy chủ (client/server), ở đây STB là client Cấu trúc chức năng của Middleware có thể bao gồm các thành phần sau:

EPG (Electronic Program Guide – Giao diện người dùng): là giao diện

tương tác giữa người dùng và dịch vụ, cho phép người sử dụng có thể dùng các dịch vụ IPTV với các thao tác đơn giản, tương thích với màn hình TV

CRM (Customer Relationship Management – Quản lý quan hệ người dùng):

giao diện giữa nhà cung cấp dịch vụ và người dùng Cho phép thực hiện marketing

và bán các sản phẩm dịch vụ IPTV

CA (Condition Access – Điều kiện truy nhập)/DRM (Digital Rights

Management – Quản lý bản quyền số): còn được gọi là hệ thống an toàn IPTV, có tác dụng kiểm tra quyền truy nhập của khách hàng và chống lại việc đánh cắp nội dung IPTV

VOD (Quản lý VoD): cho phép quản lý việc sử dụng các dịch vụ VoD

Billing (tính cước): cho phép tính cước dịch vụ, đây là một vấn đề khá phức

tạp vì IPTV là một hệ thống đa dịch vụ

Nói chung, phần mềm middleware có bốn chức năng chính:

 Hỗ trợ khách hàng trong việc sử dụng dịch vụ

 Định nghĩa dịch vụ, các gói dịch vụ và tính cước

 Giao tiếp với các hệ thống ngoài như các set-top box, các máy chủ VoD

và trong một số trường hợp, các phần tử mạng bên dưới

 Quản lý các giao dịch, các nguồn đa phương tiện, thuê bao và số liệu liên quan

- Bảo mật

Có 2 mức bảo vệ trong mạng IPTV

Bảo mật nội dung thông tin: tránh thông tin bị xem bởi những người không

được xác thực hợp lệ Việc này được thực hiện ở chức năng của bộ CA/DRM

Bảo mật mạng: là tránh các hành động phá hoại, ăn cắp các luồng thông tin

ở lớp mạng Bảo vệ các node mạng khỏi sự tấn công điều khiển từ người dùng không được phép Khi thiết kế bảo mật cho mạng IP cần quan tâm các yếu tố sau:

 Cách ly lượng thông tin trong hệ thống khỏi các thông tin khác trong tất

cả các lớp mạng Thông tin này là thông tin giữa các thành phần mạng gần nhau

 Phân tách các luồng lưu lượng: luồng OAM (Operations, Administration

& Maintenancev - Điều hành, quản lý, bảo trì), luồng điều khiển, luồng báo hiệu, luồng thông tin truyền thông

 Cách ly lưu lượng có địa chỉ đích không đáng tin cậy

 Cung cấp các dịch vụ theo yêu cầu: Video theo yêu cầu (Video on Demand - VoD); âm nhạc theo yêu cầu (Music on Demand - MoD); TV theo yêu cầu (TV on Demand - TVoD)

 Cung cấp các dịch vụ tương tác: thông tin tương tác (Interactive Information); truyền hình tương tác (Interactive TV); công ích, từ thiện, trực tuyến (Online Subscription); đánh bạc trực tuyến (Online Gambling); phỏng vấn trực tuyến (Online Bill Enquiry); trò chơi (Game); Web; Email; TV thương mại (TV-Commerce)

Một số dịch vụ điển hình của IPTV:

trình thời gian cố định như truyền hình truyền thống Sự lựa chọn các gói kênh theo yêu cầu của khách hàng có thể bao gồm các kênh truyền hình công cộng (public), các kênh truyền hình trả tiền (pay TV), các kênh truyền hình được ưa thích, các kênh về mua sắm, các kênh về thời trang, v.v

được lựa chọn bắt đầu khi người sử dụng lựa chọn nội dung đó Thông thường, nội dung là các bộ phim hay các phim đã được ghi lại từ một thư viện Dịch vụ này có thể được sử dụng trong một thời gian giới hạn Các

chức năng thường giống như chức năng của máy ghi hình (VCR) hay đầu DVD (DVD player): phát hình (play), dừng hình (pause), tua hình (fast forward), v.v

thiết bị điện tử dân dụng cho phép ghi lại các nội dung quảng bá để xem lại ở một thời điểm sau đó Máy ghi hình cá nhân qua mạng (Network PVR, NPVR): đây là phiên bản sử dụng trên mạng của PVR Nó có thể được xem như là một VCR ảo với việc lưu trữ và các chức năng khác cung cấp từ mạng Nội dung truyền hình quảng bá có thể được ghi và xem lại sau đó

hướng dẫn để cung cấp cho người sử dụng các thông tin về các chương trình IPTV đang và sắp phát Có thể nói một EPG là phương thức để người sử dụng tìm kiếm các nội dung của nhà cung cấp

sự, tin thể thao, dự báo thời tiết, thông tin về các chuyến bay, các sự kiện trong khu vực/địa phương, v.v

khả năng lấy thông tin mà còn cho phép tương tác với các show truyền hình hoặc khởi tạo các ứng dụng liên kết đến các chương trình đang chạy Các ví dụ điển hình của truyền hình tương tác là tham dự vào các trò chơi truyền hình, bình chọn qua truyền hình, phản hồi của người xem truyền hình, các chương trình thương mại, v.v

1.1.3.2 Các ứng dụng của IPTV

Các ứng dụng tương tác: sự tương tác không chỉ được liên kết đến một chương trình truyền hình truyền thống Đấu giá, mua sắm, dịch vụ ngân hàng là các ứng dụng truyền hình được sử dụng rộng rãi, tạo ra sự hội tụ của thiết bị và sự phát triển các giao diện người sử dụng mới Truyền hình khiến cho việc sử dụng các ứng dụng tương tác (giống như việc sử dụng Internet) trở thành một trong những thành phần chiếm ưu thế của IPTV/VoD tương lai Đây cũng là một yếu tố khác biệt chủ yểu nhất so với truyền hình quảng bá truyền thống vốn không có một “kênh phụ” nào (có chăng là một đường điện thoại)

Các ứng dụng băng rộng: các ứng dụng dùng cho người tiêu dùng và doanh nghiệp cũng có thể được thực hiện thông qua hạ tầng IPTV/VoD như hội nghị truyền hình, đào tạo từ xa, giám sát an ninh, v.v

Pay-per-View (PPV): là hình thức trả tiền để xem một phần chương trình truyền hình, ví dụ: trả tiền để xem một sự kiện thể thao hay trả tiền để nghe một bản nhạc Hệ thống cung cấp một kênh phim truyền hình theo hình thức PPV cho các thuê bao

Trò chơi theo yêu cầu (Games on Demand): dịch vụ này sẽ cung cấp nhiều loại game tùy chọn đến thuê bao từ một danh sách có sẵn IPTV yêu cầu game đơn giản dựa trên HTML

Âm nhạc theo yêu cầu (Muics on Demand): các thuê bao có thể xem những clip ca nhạc theo yêu cầu, giống như dịch vụ VoD

Truyền hình của hôm trước (TV of Yesterday, TVoY): dịch vụ này cho phép thuê bao xem phim truyền hình đã được phát những ngày trước

Karaoke theo yêu cầu (Karaoke on Demand): các thuê bao có thể chọn và xem các bài Karaoke qua Set-top Box

1.2 Truyền tải nội dung IPTV

1.2.1 Tổng quan về mô hình IPTV (IPTVCD)

Mô hình truyền thông trong IPTV có 7 lớp và một lớp tùy chọn được xếp chồng lên nhau Hình 1.2, các dữ liệu video ở phía thiết bị gửi được truyền từ lớp cao xuống lớp thấp trong mô hình IPTV, và được truyền đi trong mạng băng rộng bằng các giao thức của lớp vật lý Ở thiết bị nhận, dữ liệu nhận được chuyển từ lớp thấp nhất đến lớp trên cùng trong mô hình IPTV

Hình 1.2: Mô hình truyền thông IPTV

Do đó, nếu 1 bộ mã hóa gửi chương trình video đến 1 thiết bị IPTV của khách hàng, thì phải chuyển qua các lớp trong mô hình IPTV ở cả phía thiết bị nhận và thiết bị gửi Mỗi lớp trong mô hình IPTV độc lập với nhau và có chức năng riêng Khi chức năng này được thực hiện , dữ liêu video được chuyển đến lớp tiếp theo trong mô hình IPTV Mỗi lớp sẽ thêm vào hoặc bỏ đi phần thông tin điều khiển của các gói video trong quad trình xử lí Thông tin điều khiển chứa các thông tin giúp thiết bị có thể sử dụng gói dữ liệu đúng chức năng của nó, và thường được định dạng như các header hoặc trailer Bên cạnh việc truyền thông giữa các lớp, còn có các liên kết ảo giữa các tầng cùng mức 7 lớp và 1 lớp bổ sung trong mô hình IPTV có thể được chia làm 2 loại: các lớp cao và lớp thấp Các tầng cao hơn thì quan tâm nhiều hơn tới các ứng dụng của IPTV và các định dạng file, trong khi các tầng thấp hơn thì quan tâm tới việc truyền tải các nội dung

1.2.2 Mô hình IPTV và truyền tải các nội dung MPEG

Hình 1.3 cho ta cái nhìn rõ hơn về việc các nội dung video đã được nén qua các lớp như thế nào khi sử dụng hệ thống MPEG khi chuyển từ lớp trên xuống lớp dưới

Hình 1.3:Đóng gói các lớp trong mô hình IPTV

1.2.2.1 Lớp mã hóa video

Quá trình truyền thông bắt đầu ở lớp mã hóa, các tín hiệu tương tự hoặc số được nén Tín hiệu lối ra của bộ nén là các dòng MPEG cơ bản Các dòng MPEG cơ bản được định nghĩa là các tín hiệu số liên tục thời gian thực Có nhiều loại dòng cơ bản,

ví dụ âm thanh được mã hóa sư dụng MPEG được gọi là “dòng cơ bản âm thanh” Một dòng cơ bản thực ra chỉ là tín hiệu ra thô từ bộ mã hóa Các dòng dữ liệu được tổ chức thành các khung tại lớp này Các thông tin chứa trong một dòng cơ bản có thể bao gồm:

 Loại khung và tốc độ

 Vị trí của những block dữ liệu trên màn hình

 Tỷ số cạnh

Các dòng cơ bản là nền tảng để tạo nên các dòng MPEG Điều quan trọng phải chú ý là lớp này được chia thành 2 lớp phụ theo đặc tính của chuẩn H.264/AVC: lớp mã hóa video (VCL) và lớp trừu tượng (NAL) Lớp phụ VCL quan tâm tới việc nén các nội dung video Tín hiệu đầu ra của lớp này là chuỗi các slice ảnh Dòng bit

ở lớp NAL được tổ chức thành các gói rời rạc được gọi là các khối NAL Định dạng của các khối NAL được mô tả trong hình 1.4

Các khối trong hình 1.4 mô tả 1 khối NAL với phần payload nội dung video

Nó có thể chứa các loại payload khác trong phần này như thông tin điều khiển Những khối như thế được xếp vào loại không phải khối VCL (non-VCL unit) Các khối NAL được kết hợp với nhau thành chuỗi, định dạng nên khối truy cập Chú ý rằng khối NAL được tạo nên từ chuẩn H.264/AVC có thể hỗ trợ cho cả cấu trúc mạng dựa trên giao thức IP và các mạng không dựa trên giao thức IP

1.2.2.2 Lớp đóng gói video

Để truyền các dòng cơ bản âm thanh, dữ liệu và hình ảnh qua mạng số, mỗi dòng cơ bản này phải được chuyển đổi sang một dòng được chèn của gói PES đã được đánh dấu thời gian (PES- parketized Element Stream ) Một dòng PES chỉ bao gồm một loại dữ liệu từ một nguồn Một gói PES có thể có kích thước khối cố định hoặc thay đổi, có thể lên tới 65536 byte/gói Bao gồm 6 byte header, và số byte còn lại chứa nội dung chương trình Định dạng của 1 PES header được minh họa trong hình 1.5 và giải thích trong bảng 1.1

Hình 1.5: Định dạng gói MPEG PES Bảng 1.1: Cấu trúc của một gói MPEG PES

Cờ header PES

Trường 14 bit chứa các bộ chỉ thị PES khác nhau hay các

cờ, cung cấp phần cứng hay phần mềm bộ giải mã của set - top box IP với thông tin thêm vào Các loại cờ gồm:

Điều khiển tranh chấp PES: Cờ này báo cho bộ giải mã gói

có được bảo đảm hay không thông qua xử lý tranh chấp

Độ ưu tiên PES: Cờ này cung cấp cho bộ giải mã thông tin

về mức độ ưu tiên của gói PES

Bộ chỉ thị sắp xếp dữ liệu: Bộ chỉ thị này quyết định Payload của PES bắt đầu với bit video hay audio

Thông tin bản quyền: Khi bit này được thiết đặt, nội dung video được bảo vệ bởi bản quyền

Bản gốc hay bản sao: Cờ này chỉ ra nội dung này là bản gốc hay bản sao

Độ dài dữ liệu

header của PES

Trường này nhận chỉ ra tổng số byte bị chiếm bởi các trường header khác nhau

Trường header của

Do bản chất của mạng, thứ tự hay chuỗi các khung video từ lối ra của trung tâm

dữ liệu IPTV có thể khác thứ tự các khung do các thiết bị của người dùng nhận được do đó, để giúp đỡ quá trình đồng bộ, các hệ thống dựa trên MPEG thường dán nhãn các gói PES khác nhau trong chuỗi video

Có 2 loại nhãn thời gian được sử dụng đối với mỗi gói PES: nhãn thời gian trình diễn (PTS), và nhãn thời gian giải mã (DTS):

 PTS: nhãn thời gian trình diễn có giá trị thời gian 33 bit, được đặt trong trường PES header Mục đích của việc sử dụng PTS cho mỗi gói là để xác định xem khi nào và theo trật tự nào thì gói đó được xem (bởi người xem)

 DTS: nhãn giải mã để sử dụng để giúp bộ giải mã ở thiết bị của người sử dụng biết khi nào xử lí gói đó

Khái niệm ứng dụng những nhãn thời gian khác nhau đối với mỗi gói PES trong dòng mã hóa MPEG được minh họa trong hình 1.6

Như đã chỉ ra ở trên, thứ tự các gói được truyền đi qua mạng khác với thứ tự các gói nhận được ở thiết bị của người sư dụng Thiết bị người sử dụng IPTV sẽ dùng các nhãn PTS và DTS để tái tạo lại nội dung video gốc bên cạnh việc gửi đi các nội dung nen MPEG-2, PES còn có khả năng truyền tải các khối H.264/AVC qua mạng IPTV Các chi tiết quá trình ánh xạ được mô tả ở hình 1.7

Hình 1.6: Ứng dụng nhãn thời gian với các gói MPEG PES

Hình 1.7: Ánh xạ gói truy nhập AVC sang gói MPEG PES

1.2.2.3 Lớp cấu trúc dòng truyền tải

Lớp tiếp theo trong mô hình truyền thông IPTV làm nhiệm vụ tạo nên dòng truyền tải, bao gồm 1 dòng liên tiếp các gói Những gói này thường được gọi

là các gói TS, được tạo ra bằng cách ngắt các gói PES thành các gói TS có kích thước cố định là 188 byte độc lập với thời gian Sử dụng thời gian độc lập này làm giảm khả năng mất gói tin trong quá trình truyền và giảm ồn Mỗi gói TS bao gồm

1 trong 3 định dạng truyền thông: dữ liêu, âm thanh, hình ảnh Do đó, các gói TS mang cố định 1 loại hình truyền thông Mỗi gói TS bao gồm 184 byte payload và 4 byte header Các thành phần của TS header được mô tả trong hình 1.8 và giải thích trong bảng 1.2

Hình 1.8: Định dạng gói MPEG TS Bảng 1.2 Cấu trúc của một TS header

đầu khối truyền tải

Bit cờ này sẽ chỉ ra 1 điểm bắt đầu của khối truyền tải

rằng các gói null có ID chương trình = 8191

Các gói không có ID chương trình thì sẽ bị thiết bị nhận IPTV loại bỏ

Điều khiển việc

tranh chấp các truyền tải

2 bit của trường này sẽ cho biết trạng thái mã hóa của phần payload gói truyền tải

Trường điều khiển thích

nghi

Trường 2 bit này sẽ cho biết liệu header của gói dữ liệu có liên quan tới dòng truyền tải có bao gồm trường thích nghi và payload không

Bộ đếm tiến

Bộ đếm tiến sẽ đếm tăng lên 1 khi 1 gói dòng truyển tải với cùng

một ID chương trình Nhờ đó có thể xác định được nếu có mất hoặc bị lặp gói Điều này có thể ảnh hưởng hình ảnh

để đồng bộ đồng hồ IPTVCD với đồng hồ bộ

mã hóa Giá trị PCR có độ dài 42 bit và được tăng theo tốc độ đồng hồ chuẩn, 27MHz

Ngay sau khi đồng bộ, việc giải mã MPEG -

2 IPTV được tiến hành Lớp này cũng cung cấp chức năng để tạo ra các dòng chương trình Một dòng chương trình là một gói PES chứa 1 vài dòng cơ bản được mã hóa sử dụng cùng đồng hồ chủ, hoặc đồng hồ hệ thống Các kiểu dòng này được phát triển cho những ứng dụng như lưu trữ nội dụng video trên các đĩa quang hoặc đĩa cứng Bên cạnh các nội dung hình ảnh và âm thanh đã được nén, dòng truyền tải bao gồm nhiều thông tin đặc trưng của chương trình hoặc mô tả các dòng bit

Thông tin này được chứa trong bảng PSI

Bảng chương trình kết hợp (PAT): việc truyền các bảng PAT là bắt buộc và

là điểm vào các bảng PSI Bảng chương trình kết hợp luôn có ID chương trình là x Bảng này đưa ra các liên kết giữa chỉ số chương trình và ID của chương trình

Bảng ánh xạ chương trình: Bảng ánh xạ chương trình cũng là bắt buộc và mang cáo thông tin về một chương trình cụ thể Bảng ánh xạ chương trình liệt kê các ID chương trình cho các gói mang các thành phần của 1 chương trình cụ thể (âm thanh, hình ảnh, dữ liệu, và các thông tin PCR) Hình 1.9 mô tả 1 ví dụ về mối quan hệ giữa bảng chương trình kết hợp (PAT) và bảng chương trình ánh xạ (PMT)

Vì thế khi 1 thiết bị người dùng (IPTVCD) yêu cầu 1 chương trình, bảng chương trình kết hợp sẽ được kiểm tra, sau đó sẽ kiểm tra bảng chương trình ánh xạ

để định nghĩa các IP chương trình về gói âm thanh, hình ảnh và dữ liệu liên kết với chương trình đó Trong ví dụ này, thuê bao lựa chọn chương trình 1 và thiết bị IPTV của người sử dụng định vị toàn bộ các gói truyền tải với ID chương trình là 36 đối với phần hình ảnh của chương trình và các gói với ID chương trình là 3 với các phần âm thanh của chương trình Nếu dữ liệu là quảng bá với chương trình, thì bảng ánh xạ chương trình sẽ bao gồm các chi tiết trên đó xác định các gói dữ liệu truyền tải

Hình 1.9: Mối liên hệ giữa PMT và PAT Bảng điều kiện truy cập (CAT): bảng điều kiện truy cập là 1 bảng tùy chọn PSI bao gồm các ID chương trình của EMMs (các tin quản lí quyền truy cập) Tin quản lí quyền truy cập bao gồm các thông tin về mức cho phép đối với hệ thống

truy cập Bảng điều kiện truy cập (CAT) thường được chứa trong 1 gói gọi với ID chương trình là 1

Bảng thông tin mạng (NIT): bảng thông tin mạng NIT là 1 bảng tùy chọn lưu trữ các thông tin như tần số kênh và số dòng truyền tải Set top box sẽ sử dụng thông tin này để chỉnh sóng tới các chương trình cụ thể Khi TS được cấu trúc và định dạng, nó sẽ được chuyển xuống lớp truyền tải trực tiếp hoặc tới lớp sử dụng giao thức truyền tải thời gian thực (RTP)

1.2.2.4 Lớp truyền tải thời gian thực

Lớp tùy chọn này được sử dụng rộng rãi trong nhiều ứng dụng khác nhau Lớp này hoạt động như 1 lớp trung gian giữa các nội dung được nén MPEG-2, H.264/AVC ở lớp cao hơn và cá lớp thấp hơn trong mô hình IPTV Giao thức RTP chính là lõi của lớp này và thường là block cơ sở hỗ trợ truyền dòng nội dung theo thời gian thực qua mạng IP

Giao thức truyền tải thời gian thực phân phát các dòng âm thanh và hình ảnh bằng cách đóng gói các nội dung này trong một định dạng riêng biệt được gọi là gói Mỗi gói bao gồm phần header và payload (dữ liệu IPTV) Để sử dụng hiệu quả băng thông, phần payload thường bao gồm nhiều hơn 1 gói MPEG-TS Phần header bao gồm các chức năng cốt yếu để các thể truyền thành công các dữ liệu thời gian thực qua mạng header của RTP có thể nhận biết với header của UDP có giá trị

là 5004, và bao gồm rất nhiều trường

Có 1 điều đáng chú ý, đó là giao thức thời gian thực không có trường dài trong phần header bởi vì nó phụ thuộc vào giao thức truyền tải cơ bản để cung cấp loại thông tin này Như đã miêu tả trong hình 1.10, lợi ích chính của việc chèn các nội dung video đã được nén và trong các gói RTP là:

Thêm số chuỗi vào gói để giúp cả bộ giải mã ở phía nhà cung cấp và thiết bị người dùng có thể sắp xếp lại các gói nhận được từ mạng IP

Trường nhãn thời gian giúp khắc phục các vấn đề như jitter và mất đồng bộ giữa nguồn và đích

Hình 1.10: Định dạng RTP header Khi header truyền tải thời gian thực được thêm vào payload video, gói truyền tải thời gian thực được gửi tới giao thức TCP hoặc UDP để tiếp tục xử lí

Định dạng phần payload của RTP cho việc đóng gói dòng bit nén MPEG-2 : thay vì sử dụng UDP để mang các gói TS MPEG-2 thì một vài hệ thống IPTV sử dụng lớp RTP thêm vào lớp UDP để truyền các gói Việc ánh xạ các gói MPEG-

TS sang các gói RTP là khá đơn giản Cấu trúc bao gồm phần header và payload của gói MPEG-2 TS Mỗi gói có độ dài 188 byte

Hình 1.11: Các gói MPEG TS Định dạng payload RTP cho việc đóng gói dòng bit được nén dùng chuẩn H.264/AVC: RFC 3984 cung cấp khuyến nghị về giải pháp truyền các nội dung H264/AVC và định nghĩa 3 cơ chế để chèn các khối NAL vào RTP payload:

Một gói NAL riêng biệt: kỹ thuật này định nghĩa sự ánh xạ gói NAL sang từng payload RTP Cấu trúc của từng gói NAL được mô tả trong hình 1.12

Hình 1.12: Ánh xạ nội dung H264/AVC (từng khối NAL riêng biệt) sang RTP

Payload Gói NAL tập hợp:kỹ thuật này định nghĩa sự ánh xạ nhiều gói NAL sang 1 gói RTP Cấu trúc của gói NAL tập hợp được mô tả trong bảng 1.3

Bảng 1.3:Cấu trúc gói NAL

Loại payload (P)

Trường này chứ thông tin về định dạng payload của IPTV Ví dụ, giá trị 34 chỉ ra nội dung video được mã hóa sử dụng H.263

Số thứ tự gói

Trường này giúp tìm ra được những gói bị mất, lỗi Giúp cho IPTVCD sắp xếp lại các gói được gửi tới không theo thứ tự, xác định đúng kính thước gói không đúng và chỉ ra gói bị lặp Giá trị trong trường được tăng lên một mỗi lần một gói RTP được gửi qua mạng Khi dòng IPTV bắt đầu, một giá trị bất kì được gán cho trường này để giảm rủi

ro bị hacker tấn công Dấu thời gian

Trường này giữ dấu thời gian của gói, được khởi tạo từ một đồng hồ đáng tin cậy Trường này được

sử dụng để thêm vào trong các gói âm thanh và hình ảnh đúng theo thứ tự thời gian của dòng IPTV

Nguồn đồng bộ

(SSRC)

Mục đích của trường này để chỉ ra nguồn đồng bộ trong mạng IPTV Trường này thường được sử dụng kết hợp với trường số thứ tự gói để sửa những vấn đề xảy ra trong chuỗi IPTV

Hình 1.13:Ánh xạ nội dung H264/AVC sang một RTP Payload

Hình 1.14: Ánh xạ nội dung H264/AVC NAL sang nhiều RTP Payload Khối NAL tập hợp được định nghĩa để xác định dung lượng gói lớn nhất đối với mỗi mạng Ví dụ với mạng Ethernet kích thước gói lớn nhất là 1500 byte, còn với mạng ATM kích thước gói lớn nhất là 54 byte Dùng các gói NAL tập hợp để ánh xạ nhiều gói NAL sang 1 phần payload RTP không cần phải chuyển mã và thêm nhiều tiêu đề gói khi triển khai IPTV trên các nền

Gói NAL phân tách: Đây là kỹ thuật để ánh xạ 1 khối NAL riêng rẽ ra khỏi nhiều phần payload RTP Cấu trúc của một gói NAL phân tách được mô tả như trong hình 1.14

Điểm đáng chú ý là gói phân tách NAL phải được gửi qua mạng theo 1 trật tự liên tiếp điều này là có thể khi sử dụng các số tăng dần trong header của RTP Kỹ thuật này đem lại 2 lợi ích cho nhà cung cấp dịch vụ Thứ nhất: điều này giúp truyền lượng lớn chương trình có độ phân giải cao dựa trên IP Thứ hai: là giúp tăng khả năng sửa lỗi

Chú ý rằng, kỹ thuật RTP thường được triển khai trong các mạng không đảm bảo chất lượng dịch vụ QoS để truyền các dịch vụ IPTV Mặc dù RTP giúp làm tăng khả năng các dòng tới đích trong trật tự đúng, nhưng không được thiết kế để đảm bảo các mức chất lượng dịch vụ Do đó, trách nhiệm của nhà cung cấp dịch vụ

là đảm bảo video luôn được ưu tiên khi chúng được truyền đi trong hạ tầng mạng

1.2.2.5 Lớp truyền tải

Thông thường các gói RTP là dạng đầu vào của lớp truyền tải Điều đáng chú ý là có thể ánh xạ trực tiếp các gói MPEG-TS sang payload giao thức của lớp truyền tải Lớp truyền tải IPTV được thiết kế để đảm bảo các kết nối đầu cuối là tin cậy Nếu dữ liệu tới thiết bị người nhận đúng Lớp truyền tải sẽ truyền lại Lớp truyền tải thông báo với lớp trên để có các thông tin chính xác hơn TCP và UDP là

2 giao thức quan trong nhất được sử dụng ở lớp này

Sử dụng TCP để định tuyến các gói tin

TCP là giao thức cốt lõi của bộ giao thức internet và được xếp vào loại định hướng kết nối Điều này có nghĩa là kết nối được thiết lập giữa đầu cuối nhà cung cấp và thiết bị IPTV cua người sử dụng để truyền các chương trình qua mạng TCP

có khả năng điều khiển lỗi xảy ra trong quá trình truyền các chương trình qua mạng Các lỗi như mất gói, mất trật tự gói, hoặc lặp gói thường gặp trong môi trường truyên IPTV Để xử lí các tình huống này, TCP sử dụng hệ thống các số liên tục để cho phép thiết bị gửi có thể gửi lại các dữ liệu hình ảnh bị mất hoặc hỏng Hệ thống số liên tục này là trường có độ dài 32 bit trong cấu trúc gói Trường đầu tiên chứa chuỗi số bắt đầu của dữ liệu trong gói và trường thứ hai chứa giá trị của chuỗi số tiếp theo mà video server đang đợi nhận trở lại từ IPTVCD

Bên cạnh việc sửa các lỗi có thể xảy ra trong quá trình truyền nội dung video qua mạng IP băng rộng, TCP còn có điều khiển luồng dữ liệu Điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng trường kích thước cửa sổ, với thuật toán được gọi là cửa

sổ trượt Giá trị trong trường này xác định số các byte có thể truyền đi qua mạng trước khi nhận được xác nhận từ phía thiêt bị nhận

Trong môi trường IPTV, giá trị trường kích thước cửa sổ chính là kích thước vùng đệm trong IPTVCD trừ đi lượng nội dung đã có trong vùng đệm tại một thời

điểm Dữ liệu này sẽ được giữ cho tới khi bản tin thông báo đã nhận được gửi về từ IPTVCD

Khi giá trị của trường này bằng 0, IPTVCD ở phía đầu thu sẽ không đủ khả năng xử lí các dữ liệu IPTV ở tốc độ đủ lớn khi đó, TCP sẽ chỉ thị cho video server dừng hoặc làm chậm lại tốc độ gửi các gói dữ liệu tới IPTVCD Điều này sẽ đảm bảo rằng IPTVCD sẽ không bị tràn các gói dữ liệu tới Khi IPTVCD đã xử lí xong các các gói dữ liệu trong vùng đệmvà video server đã biết được điều đó thì giá trị tại vùng đệm sẽ tăng lên, và video server sẽ bắt đầu truyền tiếp các nội dung Trong môi trường IPTV lí tưởng, số cửa sổ được báo về từ IPTVCD sẽ báo cho server biết không gian vùng đệm cln trống chính la tốc độ mà tại đó các nội dung video được gửi đi từ video server

Các cổng TCP và Socket: Mỗi điểm cuối của 1 liên kết IPTV thì có 1 địa chỉ

IP và 1 giá trị cổng liên quan Vì thế mỗi liên kết có 4 thành phần khác nhau:

Việc kết hợp địa chỉ IP và số của cổng cho phép 1 tiến t nh trên IPTVCD có thể liên lạc trực tiếp với tiến trình đang chạy trên một trong các máy server được đặt ở trung tâm dữ liêu IPTV Một cổng gồm 16 bit để định nghĩa hướng để truyền các thông báo giữa các lớp mạng Có 2 loại cổng :

Cổng well known có giá trị từ 1 đến 1023 Loại cổng này thường được các server sử dụng và được quản lí bởi IANA

Cổng Ephemeral được thiếu lập bởi IPTVCD ở trạng thái tạm thời khi liên lạc với IPTV server Các cổng thường được nhớ trong ngăn xếp phân mềm IP Các giá trị này thường lớn hơn 1024 và nhỏ hơn 65535 Cổng này không chịu sự quản lí của IANA

Socket cũng là một thành phần quan trọng khác trong mô hình truyền thông IP Một socket về cơ bản là 1 giao diện ứng dụng chương trình (API), được sử dụng để làm cho làm việc liên lạc giữa các tiến trình đang chạy trên 1 thiết bị IP Một socket được thiết lập bằng cách kết hợp địa chỉ IP với số của cổng

Hình 1.15: Quá trình truyền thông trong mạng IPTV

Để hiểu hơn về mối liên hệ giữa địa chỉ IP và socket, ta xét các bước để thiết lập 1 kênh truyền thông giữa 1 tiến trình chạy trên IPTVCD và 1 tiến trình chạy trên trung tâm cung cấp dữ liệu IPTV Từng bước được mô tả như sau:

Chuẩn bị dữ liệu: Tiến trình gửi chạy trên hệ thống server dòng IPTV chuẩn bị nội dung và gọi module truyền thông TCP/IP để truyền các dữ liệu tới 1 tiến trình đang chạy trên một IPTVCD Các tiến trình truyền thông bắt đầu và thông tin header được thêm vào nội dung khi truyền qua các lớp trong IPTVCD

Thiết lập kết nối logic TCP: Cả 2 đầu kết nối đều được định nghĩa bởi 1 địa chỉ IP và 1 số cổng, kết hợp giữa địa chỉ IP và số cổng gọi là socket Hệ thống địa chỉ đối với liên kết truyền thông bao gồm các thành phần sau:

Truyền dữ liệu: Truyền thông bắt đầu thông qua socket giữa 2 tiến trình từ phía IPTV server đến IPTVCD

Quản lí các dòng nội dung IPTV: giao thức TCP quản lí các dòng IPTV trong khi kết nối được thiết lập

Hủy bỏ kết nối: Khi hoàn thành việc truyền các nội dung PTV, IPTVCD hoặc trung tâm dữ liệu sẽ hủy bỏ socket và kết nối mạng

Header: Thông tin này giúp cho segment được truyền đi từ nguồn đến đích Header mang thông tin chính là số cổng của nguồn và đích, số chuỗi của segment và kiểm tra tổng Các số tổng đảm bảo rằng dữ liệu có thể tới và trở về từ đúng các tiến trình đang chạy trên mỗi thiết bị IP Số chuỗi giúp TCP có thể hiểu được bằng cách nào để đưa dữ liệu về dạng trước khi bị ngắt thành các segment

Sử dụng UDP để định hướng các gói IPTV

UDP là giao thức thuộc về bộ giao thức Internet UDP cho phép máy chủ kết nối với mạng băng rộng để gửi tới các IPTVCD dịch vụ truyền hình quảng bá có chất lượng hài lòng người dùng UDP giống với TCP nhưng là phiên bản sơ lược hơn, đưa ra cho số lượng tối thiểu các dịch vụ truyền tải UDP là giao thức không liên kết, điều đó có nghĩa là kết nối giữa video server và IPTVCD ko cần phải thiết lập trước khi dữ liệu được truyền đi Video server đơn giản chỉ thêm vào địa chỉ IP đích và số cổng vào datagram và gửi tới cơ sở mạng để phân phát tới địa chỉ IP đích Khi trên mạng, UDP sử dụng cách tốt nhất để cố gắng thu được dữ liệu về điểm đích của nó Chú ý rằng UDP sử dụng các khối dữ liệu được gọi là các datagram để truyền nội dung qua mạng

UDP datagram: UDP datagram bao gồm 8 byte header và dữ liệu video Các thành phần cơ bản của 1 UDP datagram được mô tả trong hình 1.16 và bảng 1.4

Hình 1.16: Định dạng datagram dựa trên UDP Đối với IPTV, UDP tỏ ra hữu ích khi trung tâm dữ liệu cần gửi các

nội dung video IP tới nhiều IPTVCD và là giao thức mức truyền tải phổ

biến nhất của các nhà cung cấp dịch vụ IPTV Tuy nhiên, UDP không có cơ

chế phát lại và điều khiển luồng như TCP

1.2.2.6 Lớp IP

Sau lớp truyền tải là lớp IP (còn được gọi là lớp liên mạng) Nhiệm vụ chính của lớp này là đưa các dữ liệu tới các vị trí mạng riêng biệt thông qua nhiều mạng độc lập được liên kết với nhau được gọi là liên mạng Lớp này được sử dụng để gửi các dữ liệu thông qua các đường khác nhau tới đích IP là giao thức tốt nhất được